动量定理的应用4-多过程
2024年高中物理新教材讲义:动量定理的应用
专题强化1动量定理的应用[学习目标] 1.学会利用动量定理处理多过程问题(重点)。
2.用图像法解决动量定理的相关问题(重难点)。
3.学会应用动量定理处理“流体类”问题(重难点)。
一、用动量定理处理多过程问题在水平恒力F =30N 的作用下,质量m =5kg 的物体由静止开始沿水平面运动。
已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,若F 作用6s 后撤去,撤去F 后物体还能向前运动多长时间才停止?(g 取10m/s 2)应用动量定理分别从分阶段及全程两个角度进行求解。
答案解法一用动量定理,分阶段求解。
选物体为研究对象,对于撤去F 前物体做匀加速运动的过程,初态速度为零,末态速度为v 。
取水平力F 的方向为正方向,根据动量定理有(F -μmg )t 1=m v -0,对于撤去F 后物体做匀减速运动的过程,初态速度为v ,末态速度为零。
根据动量定理有-μmgt 2=0-m v 。
联立解得t 2=F -μmg μmg t 1=30-0.2×5×100.2×5×10×6s =12s 。
解法二用动量定理,研究全过程。
选物体为研究对象,研究整个运动过程,这个过程的初、末状态物体的速度都等于零。
取水平力F 的方向为正方向,根据动量定理得Ft 1-μmg (t 1+t 2)=0解得t 2=12s 。
如果物体在不同阶段受力不同,即合外力不恒定,此情况下应用动量定理时,一般采取以下两种方法:(1)分段处理法:找出每一段合外力的冲量I 1、I 2…I n ,这些冲量的矢量和即外力的合冲量I =I 1+I 2+…+I n ,根据动量定理I =p ′-p 求解,分段处理时,需注意各段冲量的正负。
(2)全过程处理法:在全过程中,第一个力的冲量I 1,第二个力的冲量I 2,…第n 个力的冲量I n ,这些冲量的矢量和即合冲量I ,根据I =p ′-p 求解,用全过程法求解时,需注意每个力的作用时间及力的方向。
动量定理的五种典型应用
动量定理的五种典型应用动量定理的内容可表述为:物体所受合外力的冲量,等于物体动量的变化。
公式表达为:或.它反映了外力的冲量与物体动量变化的因果关系。
在涉及力F、时间t、物体的速度v发生变化时,应优先考虑选用动量定理求解。
下面解析动量定理典型应用的五个方面,供同学们学习参考。
1. 用动量定理解决碰击问题在碰撞、打击过程中的相互作用力,一般是变力,用牛顿运动定律很难解决,用动量定理分析则方便得多,这时求出的力应理解为作用时间t内的平均力。
例1。
蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。
一个质量为60kg的运动员,从离水平网面3.2m高处自由落下,着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面1.8m高处。
已知运动员与网接触的时间为1.4s。
试求网对运动员的平均冲击力。
(取)解析:将运动员看成质量为m的质点,从高处下落,刚接触网时速度的大小,(向下)………………①弹跳后到达的高度为,刚离网时速度的大小,(向上)………………②接触过程中运动员受到向下的重力和网对其向上的弹力F。
选取竖直向上为正方向,由动量定理得:………………③由以上三式解得:代入数值得:2。
动量定理的应用可扩展到全过程当几个力不同时作用时,合冲量可理解为各个外力冲量的矢量和。
对物体运动的全过程应用动量定理可“一网打尽”,干净利索。
例2. 用全过程法再解析例1运动员自由下落的时间被网弹回做竖直上抛,上升的时间与网接触时间为。
选取向下为正方向,对全过程应用动量定理得:则3. 用动量定理解决曲线问题动量定理的应用范围非常广泛,不论力是否恒定,运动轨迹是直线还是曲线,总成立。
注意动量定理的表达公式是矢量关系,两矢量的大小总是相等,方向总相同。
例3。
以初速水平抛出一个质量的物体,试求在抛出后的第2秒内物体动量的变化.已知物体未落地,不计空气阻力,取。
解析:此题若求出初、未动量,再求动量的变化,则不在同一直线上的矢量差运算较麻烦.考虑到做平抛运动的物体只受重力(恒定),故所求动量的变化应等于重力的冲量,其冲量易求.有的方向竖直向下。
动量定理的五种典型应用
动量定理的五种典型应用动量定理的内容可表述为:物体所受合外力的冲量,等于物体动量的变化。
公式表达为:或。
它反映了外力的冲量与物体动量变化的因果关系。
在涉及力F、时间t、物体的速度v发生变化时,应优先考虑选用动量定理求解。
下面解析动量定理典型应用的五个方面,供同学们学习参考。
1. 用动量定理解决碰击问题在碰撞、打击过程中的相互作用力,一般是变力,用牛顿运动定律很难解决,用动量定理分析则方便得多,这时求出的力应理解为作用时间t内的平均力。
例1. 蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。
一个质量为60kg的运动员,从离水平网面3.2m高处自由落下,着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面1.8m高处。
已知运动员与网接触的时间为1.4s。
试求网对运动员的平均冲击力。
(取)解析:将运动员看成质量为m的质点,从高处下落,刚接触网时速度的大小,(向下)………………①弹跳后到达的高度为,刚离网时速度的大小,(向上)………………②接触过程中运动员受到向下的重力与网对其向上的弹力F。
选取竖直向上为正方向,由动量定理得:由以上三式解得:代入数值得:2. 动量定理的应用可扩展到全过程当几个力不同时作用时,合冲量可理解为各个外力冲量的矢量与。
对物体运动的全过程应用动量定理可“一网打尽”,干净利索。
例2. 用全过程法再解析例1运动员自由下落的时间被网弹回做竖直上抛,上升的时间与网接触时间为。
选取向下为正方向,对全过程应用动量定理得:则3. 用动量定理解决曲线问题动量定理的应用范围非常广泛,不论力是否恒定,运动轨迹是直线还是曲线,总成立。
注意动量定理的表达公式是矢量关系,两矢量的大小总是相等,方向总相同。
例3. 以初速水平抛出一个质量的物体,试求在抛出后的第2秒内物体动量的变化。
已知物体未落地,不计空气阻力,取。
解析:此题若求出初、未动量,再求动量的变化,则不在同一直线上的矢量差运算较麻烦。
考虑到做平抛运动的物体只受重力(恒定),故所求动量的变化应等于重力的冲量,其冲量易求。
(完整word版)动量定理的五种典型应用.docx
动量定理的五种典型应用量定理的内容可表述:物体所受合外力的冲量,等于物体量的化。
公式表达:或。
它反映了外力的冲量与物体量化的因果关系。
在涉及力 F、 t 、物体的速度 v 生化,先考用量定理求解。
下面解析量定理典型用的五个方面,供同学学参考。
1.用量定理解决碰在碰撞、打程中的相互作用力,一般是力,用牛运定律很解决,用量定理分析方便得多,求出的力理解作用 t 内的平均力。
例 1. 床是运在一的性网上跳、翻并做各种空中作的运目。
一个量 60kg 的运,从离水平网面 3.2m 高自由落下,着网后沿直方向回到离水平网面 1.8m 高。
已知运与网接触的 1.4s 。
求网运的平均冲力。
(取)解析:将运看成量m的点,从高下落,接触网速度的大小,(向下)⋯⋯⋯⋯⋯⋯①跳后到达的高度,离网速度的大小,(向上)⋯⋯⋯⋯⋯⋯②接触程中运受到向下的重力和网其向上的力 F。
取直向上正方向,由量定理得:⋯⋯⋯⋯⋯⋯③由以上三式解得:代入数得:2.量定理的用可展到全程当几个力不同作用,合冲量可理解各个外力冲量的矢量和。
物体运的全程用量定理可“一网打尽”,干利索。
例 2.用全过程法再解析例1运动员自由下落的时间被网弹回做竖直上抛,上升的时间与网接触时间为。
选取向下为正方向,对全过程应用动量定理得:则3.用动量定理解决曲线问题动量定理的应用范围非常广泛,不论力是否恒定,运动轨迹是直线还是曲线,两矢量的大小总成立。
注意动量定理的表达公式是矢量关系,总是相等,方向总相同。
例3.以初速水平抛出一个质量的物体,试求在抛出后的第2 秒内物体动量的变化。
已知物体未落地,不计空气阻力,取。
解析:此题若求出初、未动量,再求动量的变化,则不在同一直线上的矢量差运算较麻烦。
考虑到做平抛运动的物体只受重力(恒定),故所求动量的变化应等于重力的冲量,其冲量易求。
有的方向竖直向下。
4.用动量定理解决连续流体的作用问题在日常生活和生产中,常涉及流体的连续相互作用问题,用常规的分析方法很难奏效。
动量定理的六种应用
动量定理的六种应用动量定理是力对时间的积累效应,使物体的动量发生改变,适用的范围很广,它的研究对象可以是单个物体,也可以是物体系;它不仅适用于恒力情形,而且也适用于变力情形,尤其在解决作用时间短、作用力大小随时间变化的打击、碰撞等问题时,动量定理要比牛顿定律方便得多,本文试从几个角度谈动量定理的应用。
[一、用动量定理解释生活中的现象][例 1] 竖立放置的粉笔压在纸条的一端.要想把纸条从粉笔下抽出,又要保证粉笔不倒,应该缓缓、小心地将纸条抽出,还是快速将纸条抽出?说明理由。
[解析] 纸条从粉笔下抽出,粉笔受到纸条对它的滑动摩擦力μmg作用,方向沿着纸条抽出的方向.不论纸条是快速抽出,还是缓缓抽出,粉笔在水平方向受到的摩擦力的大小不变.在纸条抽出过程中,粉笔受到摩擦力的作用时间用t表示,粉笔受到摩擦力的冲量为μmgt,粉笔原来静止,初动量为零,粉笔的末动量用mv表示.根据动量定理有:μmgt=mv。
如果缓慢抽出纸条,纸条对粉笔的作用时间比较长,粉笔受到纸条对它摩擦力的冲量就比较大,粉笔动量的改变也比较大,粉笔的底端就获得了一定的速度.由于惯性,粉笔上端还没有来得及运动,粉笔就倒了。
如果在极短的时间内把纸条抽出,纸条对粉笔的摩擦力冲量极小,粉笔的动量几乎不变.粉笔的动量改变得极小,粉笔几乎不动,粉笔也不会倒下。
[二、用动量定理解曲线运动问题][例 2] 以速度v0 水平抛出一个质量为1 kg的物体,若在抛出后5 s未落地且未与其它物体相碰,求它在5 s内的动量的变化.(g=10 m/s2)。
[解析] 此题若求出末动量,再求它与初动量的矢量差,则极为繁琐.由于平抛出去的物体只受重力且为恒力,故所求动量的变化等于重力的冲量.则Δp=Ft=mgt=1×10×5=50 kg·m / s。
[点评] ① 运用Δp=mv-mv0求Δp时,初、末速度必须在同一直线上,若不在同一直线,需考虑运用矢量法则或动量定理Δp=Ft求解Δp.②用I=F·t求冲量,F必须是恒力,若F是变力,需用动量定理I=Δp求解I。
动量定理及其应用精讲
动量定理及其应用精讲在物理学的广袤领域中,动量定理是一个极其重要的概念,它不仅在理论研究中具有关键地位,而且在实际生活和工程应用中也发挥着巨大的作用。
首先,让我们来明确一下动量定理的定义。
动量定理指出,合外力的冲量等于物体动量的增量。
这里的冲量是力在时间上的累积效果,而动量则是物体质量与速度的乘积。
用公式来表示就是:$I =\Delta p$,其中$I$表示冲量,$\Delta p$表示动量的增量。
那为什么动量定理如此重要呢?想象一下这样一个场景,一个质量较大的物体以较慢的速度运动,另一个质量较小的物体以较快的速度运动。
在某些情况下,我们很难直接通过速度和质量来判断它们的运动状态变化的难易程度。
但通过动量定理,我们可以清晰地了解到,合外力在一段时间内对物体的作用效果,从而更准确地预测和分析物体的运动变化。
在日常生活中,动量定理有着广泛的应用。
比如,当我们打篮球时,接球的瞬间,我们的手臂会顺势向后收缩,以延长力的作用时间,从而减小篮球对手的冲击力。
如果我们直直地接球,由于力的作用时间极短,冲量就会很大,手会感到剧痛,甚至可能受伤。
再来看汽车的安全设计。
汽车的安全气囊就是基于动量定理而产生的。
当汽车发生碰撞时,车内人员会在极短的时间内急剧减速。
安全气囊迅速弹出,增加了人员与气囊接触的时间,从而减小了碰撞对人体的冲击力,降低了受伤的风险。
在体育运动中,跳远运动员在起跳前都会先助跑一段距离。
这是因为助跑可以增加运动员起跳时的速度,从而增大起跳时的动量。
当运动员起跳后,在空中水平方向上没有外力作用,根据动量定理,水平方向的动量保持不变,这使得运动员能够跳得更远。
在工程领域,动量定理也发挥着不可或缺的作用。
例如,火箭的发射就离不开动量定理。
火箭通过燃烧燃料向后喷射大量的高温气体,产生巨大的反作用力,推动火箭向前飞行。
根据动量定理,喷射气体的动量变化等于火箭的动量变化,从而使火箭能够克服地球引力,进入太空。
又比如,在水利工程中,水坝在设计时需要考虑水流的冲击力。
动量定理的适用条件及应用
动量定理的适用条件及应用动量定理是动力学的普遍定理之一。
内容为物体动量的增量等于它所受合外力的冲量即Ft=mΔv,即所有外力的冲量的矢量和。
(1)系统不受外力或系统所受的外力的合力为零。
(2)系统所受外力的合力虽不为零,但比系统内力小得多。
(3)系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上系统的总动量保持不变——分动量守恒。
注意:(1)区分内力和外力碰撞时两个物体之间一定有相互作用力,由于这两个物体是属于同一个系统的,它们之间的力叫做内力;系统以外的物体施加的,叫做外力。
(2)在总动量一定的情况下,每个物体的动量可以发生很大变化例如:静止的两辆小车用细线相连,中间有一个压缩的弹簧。
烧断细线后,由于弹力的作用,两辆小车分别向左右运动,它们都获得了动量,但动量的矢量和为零。
用动量定理解释生活中的现象竖立放置的粉笔压在纸条的一端.要想把纸条从粉笔下抽出,又要保证粉笔不倒,应该缓缓、小心地将纸条抽出,还是快速将纸条抽出?说明理由。
[解析]纸条从粉笔下抽出,粉笔受到纸条对它的滑动摩擦力μmg作用,方向沿着纸条抽出的方向。
不论纸条是快速抽出,还是缓缓抽出,粉笔在水平方向受到的摩擦力的大小不变.在纸条抽出过程中,粉笔受到摩擦力的作用时间用t表示,粉笔受到摩擦力的冲量为μmgt,粉笔原来静止,初动量为零,粉笔的末动量用mv表示.根据动量定理有:μmgt=mv。
如果缓慢抽出纸条,纸条对粉笔的作用时间比较长,粉笔受到纸条对它摩擦力的冲量就比较大,粉笔动量的改变也比较大,粉笔的底端就获得了一定的速度.由于惯性,粉笔上端还没有来得及运动,粉笔就倒了。
如果在极短的时间内把纸条抽出,纸条对粉笔的摩擦力冲量极小,粉笔的动量几乎不变。
粉笔的动量改变得极小,粉笔几乎不动,粉笔也不会倒下。
用动量定理解曲线运动问题以速度v0水平抛出一个质量为1 kg的物体,若在抛出后5 s未落地且未与其它物体相碰,求它在5 s内的动量的变化.(g=10 m/s2)。
动量定理的应用及模型
动量定理的应用及模型动量定理是物理学中的一个重要定理,描述了物体的动量变化与作用力的关系。
它在各个领域都有广泛的应用,并且可以用来解释许多现象和建立一些模型。
下面我将详细介绍动量定理的应用及模型。
首先,动量定理在力学中有着重要的应用。
根据动量定理,当作用力作用于物体时,物体的动量发生改变。
这个定理可以解释许多经典物理实验的结果。
例如,当一个力作用在一个静止的物体上时,物体将获得动量,开始运动。
另外,动量定理还可以用来计算碰撞过程中的物体速度和动量的变化。
在弹性碰撞中,根据动量守恒和能量守恒原理,可以推导出碰撞后两物体的速度和动量的变化。
而在非弹性碰撞中,动量定理可以帮助我们计算物体之间损失的动量。
其次,动量定理还在流体力学中具有重要的应用。
例如,在水流中一个物体的运动可以通过动量定理进行分析。
根据动量定理,我们可以计算物体所受的流体作用力,通过分析物体的速度和质量,从而了解它的运动规律。
另外,动量定理还可以用来推导出流体传送动量的方程,如流体动量方程和动量守恒方程。
此外,动量定理还广泛应用于电磁学中。
根据动量定理,电磁辐射对物体施加一个力,从而改变物体的动量。
这使得动量定理在电磁辐射的研究中得到应用。
例如,在太阳能电池板中,光子的动量转移给电子,使得电子具有了一定的动能。
根据动量定理,我们可以计算出光子的动量和电子获得动能的大小。
另外,动量定理也可以应用于磁场中的运动,例如研究带电粒子在磁场中的轨迹以及计算粒子所受的磁场作用力等。
动量定理还可以用于建立一些模型。
例如,在汽车工程中,动量定理可以用来建立车辆碰撞的模型。
通过分析车辆碰撞前后的动量变化,可以评估碰撞的程度以及估计车辆碰撞后的速度和动能损失。
另外,在经济学中,动量定理可以用来建立货币流通模型。
根据货币流通的动量守恒原理,可以研究货币的流通速度和货币总量之间的关系,从而分析经济的运行情况。
总结而言,动量定理具有广泛的应用及模型。
它在力学、流体力学、电磁学以及其他领域都能发挥重要的作用。
动量定律及其应用知识点总结
动量定律及其应用知识点总结动量定律是物理学中一个非常重要的定律,它在许多领域都有着广泛的应用。
下面我们就来详细了解一下动量定律及其应用的相关知识点。
一、动量定律的定义动量定律指出:物体在一个过程中所受到的合外力的冲量等于它在这个过程始末的动量变化量。
用公式表示为:\I =\Delta p\其中,\(I\)表示合外力的冲量,\(\Delta p\)表示动量的变化量。
冲量\(I\)的定义为:力\(F\)与作用时间\(t\)的乘积,即\(I = F \cdot t\)。
动量\(p\)的定义为:物体的质量\(m\)与速度\(v\)的乘积,即\(p = m \cdot v\)。
二、动量定律的推导假设一个质量为\(m\)的物体,在恒力\(F\)的作用下,做匀变速直线运动,加速度为\(a\)。
经过时间\(t\),速度从\(v_1\)变为\(v_2\)。
根据牛顿第二定律\(F = ma\),以及匀变速直线运动的速度公式\(v_2 = v_1 + at\),可得:\\begin{align}F \cdot t &= ma \cdot t\\&= m(v_2 v_1)\\&=\Delta p\end{align}\从而推导出动量定律。
三、动量定律的理解1、冲量是力在时间上的积累,它反映了力的作用对时间的累积效应。
冲量是矢量,其方向与力的方向相同。
2、动量是物体运动的一种量度,它也是矢量,其方向与速度的方向相同。
3、动量定律表明了力与动量变化之间的关系。
合外力的冲量决定了动量的变化量。
四、动量定律的应用1、解释生活中的现象比如,当我们从高处跳下时,落地后膝盖会弯曲。
这是因为通过弯曲膝盖,延长了落地的时间,从而减小了地面对人的冲击力。
根据动量定律,冲量一定时,作用时间越长,力越小。
再如,体育运动中的接球动作。
运动员接球时,手臂会顺势后缩,增加了球与手接触的时间,减小了球对手的冲击力。
2、解决碰撞问题在完全弹性碰撞中,动量守恒,动能也守恒。
动量定理的典型应用
温故知新: 1.动量定理的表达式?应用时应该注意的问题? 2.牛顿第二定律的动量表达式? 3.交流动量定理和动能定理的区别
动量定理的典型应用
应用一:动量定理解决多过程问题 应用二:动量定理解决多物体系问题 应用三:动量定理解决连续变质量问题 应用四:动量定理解决电磁感应问题
应用一:动量定理解决多过程问题
10.水力采煤是利用高速水流冲击煤层而进行的,煤层受到3.6×106 N/m2的压强冲击即可破碎,若水流沿水平方向冲击煤层,不考虑水的 反向溅射作用,则冲击煤层的水流速度至少应为(水的密度为1×103 kg/m3)( ) A.30 m/s B.40 m/s C.45 m/s D.60 m/s
研究对象?煤层?水流?
应用二:动量定理解决多物体系问题
【例2】、如图所示,一质量为M的长木板在光滑水平面上以速度 v0向右运动,一质量为m的小铁块在木板上以速度v0向左运动,铁 块与木板间存在摩擦,为使木板能保持速度v0向右匀速运动,必 须对木板施加一水平力,直至铁块与木板达到共同速度v0.设木板
足够长,求此过程中水平力的冲量大小.
【当堂检测】
应用四:动量定理解决电磁感应问题 【例】、
作业:课时作业第2讲
必做:283-284页 选做:必刷题103页13题
创新设计94页
【例2】 自动称米机已在粮食工厂中广泛使用,有人认为:米流落到容器中 时有向下的冲量会增大分量而不划算;也有人认为:自动装置即刻切断米 流时,尚有一些米仍在空中,这些米是多给买者的。因而双方争执起来, 究竟哪方说的对呢?请分析说明。
设称米机流量d(单位时间内流出的米的质量)
课时作业282页
【例1】一个质量为m=100 g的小球从离厚软垫h=0.8 m高处自由
高二物理动量定理的应用(PPT)4-4
高三物理动量定理的应用
高三物理动量定理的应用高三物理动量定理的应用:用动量定理解释生活中的现象【例。
1】竖立放置的粉笔压在纸条的一端、要想把纸条从粉笔下抽出,又要保证粉笔不倒,应该缓缓、小心地将纸条抽出,依然快速将纸条抽出?说明理由、【解析】纸条从粉笔下抽出,粉笔受到纸条对它的滑动摩擦力μmg作用,方向沿着纸条抽出的方向。
不论纸条是快速抽出,依然缓缓抽出,粉笔在水平方向受到的摩擦力的大小不变。
在纸条抽出过程中,粉笔受到摩擦力的作用时间用t表示,粉笔受到摩擦力的冲量为μmgt,粉笔原来静止,初动量为零,粉笔的末动量用mv表示。
依照动量定理有:μmgt=mv。
假如缓慢抽出纸条,纸条对粉笔的作用时间比较长,粉笔受到纸条对它摩擦力的冲量就比较大,粉笔动量的改变也比较大,粉笔的底端就获得了一定的速度。
由于惯性,粉笔上端还没有来得及运动,粉笔就倒了。
假如在极短的时间内把纸条抽出,纸条对粉笔的摩擦力冲量极小,粉笔的动量几乎不变。
粉笔的动量改变得极小,粉笔几乎不动,粉笔也可不能倒下。
高三物理动量定理的应用:用动量定理解曲线运动问题【例、2】以速度v0 水平抛出一个质量为1kg的物体,若在抛出后5 s未落地且未与其它物体相碰,求它在5 s内的动量的变化。
(g=10 m/s2)、【解析】此题若求出末动量,再求它与初动量的矢量差,则极为繁琐。
由于平抛出去的物体只受重力且为恒力,故所求动量的变化等于重力的冲量。
则:Δp=Ft=mgt=1×10×5=50 kg•m/s。
【点评】① 运用Δp=mv-mv0求Δp 时,初、末速度必须在同一直线上,若不在同一直线,需考虑运用矢量法则或动量定理Δp=Ft求解Δp、②用I=F•t求冲量,F必须是恒力,若F是变力,需用动量定理I=Δp求解I。
高二物理动量定理的应用
直接应用动量定理计算相关问题
例:质量为65kg的人从高处跳下,以7m/s的速度着
地,与地面接触后经0.01s停下,地面对他的作用
N
力多大?为了安全,人跳下与地面接触后,双腿弯
曲使人下蹲。若经1s停下,地面对他的作用力是多
正 方
大?这个值会小于人的重力吗?并根据你的计算回答: 向
加速度a匀加速前进,当速度为v0时拖车突然与汽车脱钩,到 拖车停下瞬间司机才发现。若汽车的牵引力一直未变,车与
路面的动摩擦因数为μ,
v0
v/
m
M
1、从拖车脱钩到停止历时多少? 2、机车和拖车受到的合力是多大? 3、拖车动量的增量是多少?机车动量的增量是多少?系统动量的增量是 多少?
4、拖车刚停下时,机车的瞬时速度是多大?
在什么情况下要考虑自身的重力?什么情况下可以
不考虑自身的重力? mg
解:取人下落方向为正方向,人的初动量
为p=mv=65×7kg·m/s=455 kg·m/s 在运用动量定理解决竖直方
人的末动量为p`=0
向的冲击力问题时,若接 触时间很短,则自重可不
设人所受平均作用力为F,则由动量定理: 予考虑,反之,自重就不
(mg-F)t= p`-p
p` p
得人所受平均作用力为F=mg- t
可忽略,所以,对于自重 是否考虑,一般是需要经 过计算才能确定的。
当t=0.01s时,F=46150N
应用
1、应用Ft= △P解释一些物理现象
可分为下列三种情况: (l)△p一定,t短则F大,t长则F小; 典型例子:鸡蛋落地速度一定,动量变化量一定,
如果物体受到大小和方向都改变的力的作用,则
不能直接用Ft求变力的冲量,这时可以求出该 力作用下物体动量的改变△P的大小和方向, 等效代换变力的冲量
动量定理的应用
动量定理的应用动量定理的应用一、教学目标1.通过例题分析,使学生掌握使用动量定理时要注意:(1)对物体进行受力分析;(2)解题时注意选取正方向;(3)选取使用动量定理的范围。
2.通过对演示实验的分析,培养学生使用物理规律有条理地解释物理现象的能力。
二、重点、难点分析动量定理的应用,是本节的重点。
动量、冲量的方向问题,是使用动量定理的难点。
三、教具宽约2cm、长约20cm的纸条,底部平整的粉笔一支。
四、主要教学过程(一)引入新课物体动量的改变,等于作用力的冲量,这是研究力和运动的重要理论。
它反映了动量改变和冲量之间的等值同向关系。
下面通过例题,具体分析怎样使用动量定理。
(二)教学过程设计例1.竖立放置的粉笔压在纸条的一端。
要想把纸条从粉笔下抽出,又要保证粉笔不倒,应该缓缓、小心地将纸条抽出,还是快速将纸条抽出?说明理由。
在同学回答的基础上,进行演示实验。
第一次是小心翼翼地将纸条抽出,现象是粉笔必倒。
第二次是将纸条快速抽出。
具体方法是一只手捏住纸条没压粉笔的一端,用另一只手的手指快速向下打击纸条中部,使纸条从粉笔下快速抽出。
现象是粉笔几乎不动,仍然竖立在桌面上。
先请同学们分析,然后老师再作综合分析。
分析:纸条从粉笔下抽出,粉笔受到纸条对它的滑动摩擦力μmg 作用,方向沿纸条抽出的方向。
不论纸条是快速抽出,还是缓缓抽出,粉笔在水平方向受到的摩擦力的大小不变。
在纸条抽出过程中,粉笔受到摩擦力的作用时间用t表示,粉笔受到摩擦力的冲量为μmgt,粉笔原来静止,初动量为零,粉笔的末动量用mv表示。
根据动量定理有μmgt=mv如果缓慢抽出纸条,纸条对粉笔的作用时间比较长,粉笔受到纸条对它摩擦力的冲量就比较大,粉笔动量的改变也比较大,粉笔的底端就获得了一定的速度。
由于惯性,粉笔上端还没有来得及运动,粉笔就倒了。
如果在极短的时间内把纸条抽出,纸条对粉笔的摩擦力冲量极小,粉笔的动量几乎不变。
粉笔的动量改变得极小,粉笔几乎不动,粉笔也不会倒下。
高考物理知识点复习之动量定理的六种应用-最高考
高考物理知识点复习之动量定理的六种应用动量定理是力对时间的积累效应,使物体的动量发生改变,适用的范围很广,它的研究对象可以是单个物体,也可以是物体系;它不仅适用于恒力情形,而且也适用于变力情形,尤其在解决作用时间短、作用力大小随时间变化的打击、碰撞等问题时,动量定理要比牛顿定律方便得多,本文试从几个角度谈动量定理的应用。
[一、用动量定理解释生活中的现象][例 1] 竖立放置的粉笔压在纸条的一端.要想把纸条从粉笔下抽出,又要保证粉笔不倒,应该缓缓、小心地将纸条抽出,还是快速将纸条抽出?说明理由。
[解析] 纸条从粉笔下抽出,粉笔受到纸条对它的滑动摩擦力μmg作用,方向沿着纸条抽出的方向.不论纸条是快速抽出,还是缓缓抽出,粉笔在水平方向受到的摩擦力的大小不变.在纸条抽出过程中,粉笔受到摩擦力的作用时间用t表示,粉笔受到摩擦力的冲量为μm gt,粉笔原来静止,初动量为零,粉笔的末动量用mv表示.根据动量定理有:μmgt=mv。
如果缓慢抽出纸条,纸条对粉笔的作用时间比较长,粉笔受到纸条对它摩擦力的冲量就比较大,粉笔动量的改变也比较大,粉笔的底端就获得了一定的速度.由于惯性,粉笔上端还没有来得及运动,粉笔就倒了。
如果在极短的时间内把纸条抽出,纸条对粉笔的摩擦力冲量极小,粉笔的动量几乎不变.粉笔的动量改变得极小,粉笔几乎不动,粉笔也不会倒下。
[二、用动量定理解曲线运动问题][例 2] 以速度v0 水平抛出一个质量为1 kg的物体,若在抛出后5 s未落地且未与其它物体相碰,求它在5 s内的动量的变化.(g=10 m/s2)。
[解析] 此题若求出末动量,再求它与初动量的矢量差,则极为繁琐.由于平抛出去的物体只受重力且为恒力,故所求动量的变化等于重力的冲量.则Δp=Ft=mgt=1×10×5=50 kg·m / s。
[点评] ①运用Δp=mv-mv0求Δp时,初、末速度必须在同一直线上,若不在同一直线,需考虑运用矢量法则或动量定理Δp=Ft求解Δp.②用I=F·t求冲量,F必须是恒力,若F是变力,需用动量定理I=Δp求解I。
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当堂诊学
质量为m的物体静止在足够大的水平面上,物体与桌面的动 摩擦因数为 µ,有一水平恒力作用于物体上,并使之加速前进,
经t1秒后去掉此恒力,求物体运动的总时间t.
问题:画出物体的运动情境图,分析物体的运动分 为几个阶段?各个阶段分别受哪些力?
尝试用分段法和整段法分别求解本题!
引导探究二 多物体多过程问题
如图所示,在光滑水平面上并排放着A、B两木块,质 量分别为mA和mB。一颗质量为m的子弹(长度不计)以 水平速度v0先后击中木块A、B,木块A、B对子弹的 阻力恒为f。子弹穿过木块A的时间为t1,穿过木块B的 时间为t2。求: (1)子弹刚穿过木块A后,木块A的速度vA、和子弹 的速度v1分别为多大? (2)子弹穿过木块B后,木块B的速度vB和子弹的速 度v2又分别为多大?
解法一: 物体的运动可分为两个 阶段,第一阶段,物体由 A 运动 到 B 速度达到 v ,时间 t ;第二阶
1 1
解法二: 把两个阶段当成一个过 程来看: 作用 t 时间, mg 则作用了 t 时
1
总
段, 由 B 运动到 C , 速度由 v 变为
1
间,动量变化 P 0
F t1 mgt总 0
t2
( F mg )t1 ∴ t总 t1 t2 Ft1 mg mg
v0
A
B
引导探究
【解析】(1)子弹刚进入 A 到刚穿出 A 的过程中: 对 A、B:由于 A、B 的运动情况完全相同,可以看作一个 整体 ft1=(mA+mB)VA 所以:VA=
f
A
m m
m
t
1 B
对子弹:-ft1=mV1-m0
所以:V1=V0- f t1
(2)子弹刚进入 B 到刚穿出 B 的过程中: 对物体 B:ft2=mBVB-mBVA 对子弹:-ft2=mV2-mV1 所以:VB=f(
课题导入
遇到涉及力、时间和速度变化的问题时,运 用动量定理解答往往比运用牛顿运动定律及运动 学规律求解简便。
动量定理的优点:不考虑中间过程,只考虑初末
状态。
动量定理的应用
处理多过程问题
目标引领
1、会用分段法和整段法解多过程问题。
2、能总结出利用动量定理解题的一般 步骤。
独立自学
质量m=5kg的物体在恒定水平推力F=5N的作用下,自 静止开始在水平路面上运动,t1=2s后,撤去力F,物 体又经t2=3s停了下来.求物体运动中受水平面滑动摩 擦力的大小. Fμ F Fμ v 方法1. 设撤去力F时物体的运动速度为v,由动量定理知 撤去力F前 (F-Fμ)t1=mv 撤去F后 -Fμt2=0-mv 代入数据解得滑动摩擦力大小为 Fμ=2N 方法2. 对物体整个运动过程应用动量定理有 Ft1 -Fμ (t1+t2) =0 代入数据解得滑动摩擦力大小为 Fμ=2N
t总 F t1 一阶段: ( F f )t 第二阶段: f t 两式相加: F t
1
1
mv1 mv0 mv1 ①
1
0 mv1 mv1 ②
f (t1 t 2 ) 0
f mg ,代入上式,可求出:
1 2
m m
A
t
1 B
t ) m
2 B
所以:V2=V0- f (t t )
m
目标升华
动量定理的应用步骤
请总结出利用动量定理解题的一般步 1、确定研究对象:一般为单个物体; 骤。2、明确物理过程:受力分析,求出合
外力的冲量; 3、明确研究对象的初末状态及相应的 动量;
4、选定正方向,确定在物理过程中研 究对象的动量的变化;